## Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI)
47

## Optimalisasi Penghematan Power Supply (Ps) Pembangkit dengan Menggunakan Preheater Auto Thermal PLTDG Pesanggaran
Abstrak
Pertumbuhan  listrik  yang semakin  pesat  dan  terus  menerus ini membuat  ketersediaan  listrik  harus  terus  meningkat.  Apalagi dengan program 35.000 MW yang dicanangkan oleh pemerintah Republik  Indonesia  yang  masih  dalam  proses.  Namun, pertumbuhan  beban listrik  yang  terus  menerus  mengakibatkan peningkatan pasokan sumber daya alam (NR) bahan bakar dan daya yang digunakan sebagai daya untuk konsumsi generator itu sendiri.  Pada  penelitian  ini  dilakukan  analisis  terutama  pada konsumsi daya pembangkit yang cukup besar pada saat standby mode  yang  dilakukan  pada  PLTDG.  PT  Indonesia  Power Pesanggaran. Oleh karena itu, perlu dilakukan peremajaan atau penggantian peralatan listrik yang digunakan untuk menghemat konsumsi energi. Salah satu peralatan yang mengkonsumsi daya dalam  jumlah  besar  saat  unit  dalam  keadaan  standby  adalah Electric  Preheater .  Dengan  adanya  program  ini  dimaksudkan untuk  memperoleh  penghematan  energi  listrik  dari  konsumsi listrik  Preheater  yang  seharusnya  108  kWatt  menjadi  0  Watt dengan  menggunakan Thermal  Preheater ,  sehingga  terjadi penghematan  konsumsi  energi  listrik  sesuai  yang  diharapkan, dan mampu mengurangi konsumsi energi  di sektor pembangkit sesuai  dengan  tujuan  PROPER  KLHK  (Kementerian Lingkungan  Hidup  dan  Kehutanan)  dan  berkontribusi  pada SDG'S  ( Sustainable  Development  Goals )  poin  7  tentang  energi bersih dan terjangkau.
Kata  Kunci — Preheater, Pembangkit  Listrik  PS,  PLTDG Pesanggaran
Abstract
This  increasingly  rapid  and  continuous  growth  in  electricity makes  the  availability  of  electricity  must  continue  to  increase. Especially  with  the  35,000  MW  program  launched  by  the government  of  the  Republic  of  Indonesia  which  is  still  in  an ongoing  process.  However,  the  continuous  growth  of  the electrical load  has  resulted in  the  increase  in  the supply  of  fuel natural  resource  (NR)  and  the  power  used  as  power  for  the generator's  own  consumption.  In  this  study,  an  analysis  was carried  out,  especially  on  the  power  consumption  of  the  power plant which is quite large during standby mode which is carried out at PLTDG.  PT Indonesia Power Pesanggaran. Therefore, it is  necessary  to  rejuvenate  or  replace  the  electrical  equipment used  to  save  energy  consumption.  One  of  the  equipment  that consumes a large amount of power when the unit is on standby is an Electric Preheater. With this program, it is intended to obtain electrical energy savings from the electricity consumption of the
Preheater  which  should  be  108  kWatt  to  0  Watt  by  using  a Thermal Preheater, so that there is a savings in electrical energy consumption  as  expected,  and  is  able  to  reduce  energy consumption  in  the  generating  sector  in  accordance  with  the objectives  of  PROPER  KLHK  (Ministry  of  Environment  and Forestry)  and  contribute  to  SDG'S  (Sustainable  Development Goals) point 7 regarding clean and affordable energy.
Keywords — Preheater,  PS  Power  Generator,  PLTDG Pesanggaran.

## I. PENDAHULUAN
Untuk  kebutuhan  listrik  di  wilayah  Bali,  ada  beberapa pembangkit  listrik  yang  menyuplai  kebutuhan  listrik  Bali, yaitu  PLTG  Gilimanuk,  PLTG  Pemaron,  PLTU  Celukan Bawang,  PLTG  Pesanggaran  dan  PLTDG  Pesanggaran. PLTDG  Pesanggaran  merupakan  pembangkit  yang  bersifat load  follower, sehingga  mewajibkan  untuk  tiap  unitnya  tetap terjaga untuk melistriki beban di pulai Bali ini. Namun dalam pengoperasiannya,  apabila  pembangkit  dalam  keadaan standby  pasti  akan  memerlukan  PS  ( Power  Supply )  yang cukup  besar  untuk  meng supply tegangan  pada  beberapa peralatan  yang  tetap  bekerja  [1].  Salah  satunya  yaitu Preheater  Electric yang  berfungsi  cukup  vital  dan memerlukan daya yang cukup besar, serta menjadi salah satu permit (syarat)  apabila  unit  pembangkit  akan  di start . Preheater berfungsi  untuk  menjaga  temperatur  air  dalam mesin (60 -70 ) pada silinder (ruang bakar) melalui line jacket water, sehingga tidak mengalami thermal stress pada saat unit start. Automatic  heater  termal akan  diaplikasikan  untuk menggantikan  heater  electric  yang  dirasa  cukup  besar  yaitu 108  kW/engine  dan  pengambilan  supply  nya  diambil  dari jaringan 150 kV yang diturunkan oleh trafo auxiliary sehingga mencapai  ke  peralatan  (400  V). Auto  thermal  heater merupakan  alat  inovasi  yang  menggunakan thermal  oil yang menyerap panas dari exhaust mesin yang akan ditransfer pada air cooling sehingga dapat menjaga temperature menggantikan electric  heater sebelumnya.  Auto  thermal  menggunakan beberapa  tools  kontrol  seperti  sensor PT  Temperature dan PLC Omron E5CC. Untuk kelistrikan menggunakan beberapa MCB  dan Thermal  Overload  Relay (TOR)  yang  berfungsi

## I Wayan Sugara Yasa
sugarayasa@undiknas.ac.id
Universitas Pendidikan Nasional I Wayan Dikse Pancane diksapancane@undiknas.ac.id Universitas Pendidikan Nasional I Nyoman Gede Adrama
nyomanadrama@undiknas.ac.id Universitas Pendidikan Nasional
48
sebagai  proteksi  peralatan.  Sehingga  dengan  switch  ke  alat tersebut  dapat  menghemat  biaya  PS,  menghemat  energy, menghasilkan  keuntungan  finansial  bagi  pembangkit  dan meningkatkan nilai efisiensi, dan Sebagai upaya penghematan pemakaian.

## II. T EORI
Preheater secara  umum  berfungsi  sebagai  pemanas  air dengan  menggunakan  energi  listrik  untuk  sember  panasnya. Untuk  menjaga  mesin  agar  lebih  bekerja  optimal  jika digunakan  pada  kecepatan  tertentu,  maka  membutuhkan komponen  kepala  silinder.  Mesin  tidak  boleh  dalam  kondisi overheat karena akan mempengaruhi kinerjanya [3].

## 1)  Preheater Electric
Gbr. 1 Preheater Electric (Sumber: Dok PLTDG Pesanggaran)
Preheater  Electric berfungsi  untuk  memanaskan  air  yang disirkulasikan  di  dalam  engine  PLTDG  untuk  menjaga temperatur pada saat unit standby .
Prinsip  kerja preheater  electric pada  umumnya menggunakan  termostat  atau  sensor  temperatur  untuk mengatur  suhu  pada  kisaran  70-80  derajat  sesuai  dengan settingan perusahaan. Terdapat 4 coil/ element pemanas pada preheater electric yang tersusun didalam tanki pemanas. Tujuan  PS  ( Power  Supply )  pada preheater yang  diambil dari jaringan 150kV saat unit standby diantarnya adalah:
1. Menekan  Biaya  Pokok  Produksi  (BPP)  pembangkit dalam pengembalian daya dari preheater terhadap PLN
2. Menjadikan pembangkit lebih andal dan efisien
Gbr. 2 Heat Exchanger Pemanas Air (Sumber: wikipedia preheater)
Pada  Gambar  2  air  akan  mengalir  melalui  sisi  intake, kemudian  didalam  tanki  heater  terdapat  coil  yang  sudah tersusun dan beberapa plat pembatas guna membuat aliran air merata, hal tersebut ditujukan supaya pertukaran panas antara coil  dan  air  akan  lebih  efektif.    Setelah  melalui  outlet  pada tanki heater, air akan disirkulasikan oleh pompa kecil (1,1 kW) kedalam  mesin  PLTDG.  Air  akan  masuk  kedalam  sistem pendingin melalui celah celah pada silinder atau biasa disebut Jacket  Water. Hal  itu  difungsikan  agar  temperatur  tetap terjaga pada silinder (ruang bakar) sehingga tidak mengalami thermal stress (tekanan yang diakibatkan oleh perubahan suhu yang drastis) pada saat unit akan dioperasikan kembali.

## 2)  Preheater Thermal
Gbr. 3 Preheater Thermal (Sumber: Dok PLTDG Pesanggaran)
Oli  thermal merupakan  oli  yang  dapat  menyerap  panas yang dihasilkan oleh gas buang mesin dan dialirkan keseluruh unit  yang  membutuhkan  panas terutama  pada  sistem  bahan bakar.  Oli  thermal  juga  digunakan  sebagai  pemanas/  heater mesin agar mengurangi jumlah power supply yang dikonsumsi heater  elektrik  karena  dirasa  cukup  besar  dalam  pemakaian energi listrik.

## III. M ETODOLOGI P ENELITIAN
A. Sistem Preheater Electric dan Thermal PLTDG
Selanjutnya penulis akan menjelaskan tentang sistem kerja dari preheater  elektrik dan  thermal  ketika  pengujian  ini berlangsung,  sehingga  akan  lebih  mudah  untuk  mengetahui sistem  preheater  beberapa  hasil  pengujian  dengan  parameter parameter yang seharusnya yang dimonitoring melalui WOIS ( Wartsila  Operating  Integrated  System) yang  lebih menghemat  energi  dan  mengurangi  pemakaian  PS  unit Pembangkit yang terjadi dan membandingkannya di Lapangan
B. Langkah-langkah  Pengujian Preheater  Electric dan

## Thermal
Sebelum  analisa  dilakukan  penulis  akan  menjelaskan terlebih dahulu dari pengujian yang dilakukan, baik persiapan awal  yang  harus  dilakukan,  saat  pengujian,  dan  hasil  dari pengujian  yang  dilakukan  sehingga  dapat  memberikan gambaran  apa  yang  sebenarnya  terjadi  pada  percobaan tersebut.

## Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI)
49

## C. Rekomendasi
Setelah  analisa  dapat  dilakukan,  maka  selanjutnya  penulis akan memberikan rekomendasi untuk penghematan pemakaian  PS  kedepan  sesuai  hasil  pengujian  yang  telah dilakukan .

## IV. P EMBAHASAN
A. Sistem Waste Heat Recovery Unit Thermal Oil Waste  Heat  Recovery  Unit (WHRU)  adalah  sebuah  unit yang  dipasang  sedemikian,  sehingga  dapat  melakukan fungsinya  untuk  memanfaatkan  panas  yang  dihasilkan  oleh exhaust  gas . Exhaust  gas merupakan  gas  dari  hasil  reaksi pembakaran  ( combustion) antara  bahan  bakar (fuel) dengan udara  bebas (charge  air) di  dalam engine.  Exhaust  gas memiliki  temperatur  yang  cukup  tinggi  yaitu  sekitar  325- 425°C  [4].  Sistem  konfigurasi  WHRU  pada  PLTDG Pesanggaran  terdiri  dari  empat economizer .  Masing  masing economizer dipasang  pada exhaust  gas  system  engine 1, engine 6, engine 7,  dan engine 12.  Melihat  konfigurasi tersebut,  proses heat  recovery tidak  dilakukan  pada  semua engine melainkan  hanya  pada  empat engine  saja .  Sistem WHRU  ini  difabrikasi  oleh  Alfa  Laval  tipe  Aalborg  EXV dengan spesifikasi teknis peralatannya yang dapat dilihat pada Tabel 1.
TABEL I

## S PESIFIKASI T EKNIK P ERALATAN

## ECONOMIZER
Quantity 4 Pc(s) Main Engine 18V50DF Exhaust Gas Side DieselMode Engine Load 100% Capacity 1750 kW Exhaust gas quantity 12040 kg/h Exhaust gas temperature before heater 373 °C Exhaust gas temperatur after heater 325 °C Pressure drop exhaust gas 923 Pa GasMode Engine Load 100% Capacity 1963 kW Exhaust gas quantity 97200 kg/h
Sumber: Inovasi PLTDG Pesanggaran
Fluida termal yang digunakan sebagai media pendistribusian kalor  adalah thermal  oil.  Thermal  oil akan  digunakan  untuk memanasi  berbagai  komponen heat  consumers seperti  HFO tanks,  separators ,  dan pipe  trace  heating .  Proses  pemakaian sendiri  cenderung  turun  apabila  pembangkit  dibebani  pada beban  sepenuhnya  [8].  Jadi  otomatis  setiap  saat  temperatur termal oil akan tetap dijaga konstan pada temperatur (190 °C) setelah proses pemanasan.

## B. Kebutuhan Cost Preheater Thermal
Berdasarkan  Tabel  2,  terdiri  dari  66  komponen  peralatan yang  menyusun  preheater  thermal  dengan  perhitungan  biaya sekitar  Rp  278.630.000,00,  dan  Rp  125.000.000,00  untuk biaya Jasa.

## TABEL II
R ENCANA A NGGARAN P ERALATAN

## Sumber: Inovasi PLTDG Pesanggaran

## C. Kesesuaian Parameter Preheater Electric-Thermal
Parameter  yang  didapat  pada  pengujian  Preheater  elektrik dan  termal  tidak  jauh  berbeda  dari  segi  temperatur. Kesesuaian ini dilihat dari temperature inlet HT cooling water dan outlet HT cooling water pada Gambar 4 dan Gambar 5
Gbr. 4 Parameter Preheater Electric (Sumber: Dok. WOIS System PLTDG)
Gbr. 5 Parameter Preheater Thermal (Sumber: Dok. WOIS System PLTDG)
Dari  temperatur  yang  ditunjukkan  apda  Gambar  4  dan Gambar  5  bisa  dikatakan  penggunaan  preheater  Thermal daripada  Elektrik  tidak  mengalami  deviasi  suhu  yang  terlalu jauh  dan  masih  dalam  range  SOP  ( Standard  Operating
50
Procedure )  penggunaan  preheater  PLTDG  yaitu  pada  suhu 70-85 o C saat unit pembangkit kondisi standby.

## D. Perhitungan Cost Daya Preheating
Kebutuhan  daya  (kWh)  untuk preheating  engine sangat bergantung  pada  jam  operasi (running  hour)  engine .  Saat engine  beroperasi (running) otomatis preheating  unit berada pada  posisi  OFF.  Namun  lain  halnya  ketika engine dalam keadaan standby , preheating  unit akan  dalam  keadaan  ON. Semakin lama suatu engine standby , maka akan semakin besar juga  kebutuhan  daya  untuk  proses preheating. Dengan  pola operasi  konsumsi natural  gas 22  BBTU/day,  tentu engine tidak  akan running 24  jam  sehari.  Untuk  dapat  memprediksi rata-rata running  hour  engine PLTDG  dalam  sehari,  terlebih dahulu diperlukan analisis pada data-data power dispatch dan natural  gas  consumption . Power  dispatch yang  dimaksud adalah  daya  (MW)  yang  rutin  disuplai  suatu engine saat beroperasi,  sementara natural  gas  consumption maksudnya adalah jumlah massa (kg) natural gas yang dibutuhkan untuk mensuplai  daya  pada  operasi  rutin  tersebut  dalam  setiap jamnya.  Data-data  tersebut  dapat  dilihat  pada  grafik-grafik pada Gambar 6.dan 7.
Gbr.  6  Grafik  Power  dispatch  rutin  engine  PLTDG  (Sumber:  Dok.  WOIS System PLTDG)
Gbr. 7 Konsumsi Natural Gas Engine PLTDG (Sumber: Dok. WOIS System PLTDG)
TABEL II
N ILAI S TATISTIK P OWER D ISPATCH DAN G AS C OMSUMPTION E NGINE PLTDG Nilai Statistik Power Dispatch (MW) Natural Gas Consumption (kg/hour) AVERAGE 14,5 2455,7 RANGE 14,2-15,2 2395-2567 SPAN 1,0 171,7 DEVIASI 0,4 60,3 Sumber: Dok PLTG Pesanggaran
Natural  gas yang  menjadi  bahan  bakar  engine  PLTDG diperoleh  melalui  proses  regasifikasi  LNG  ( Liqufied  Natural Gas )  dari  lokasi  terminal  LNG  di  Pelabuhan  Benoa. Berdasarkan  hasil  pemantauan  dari  proses  operasi  PLTDG Pesanggaran,  karakteristik natural  gas memiliki  Gross Heating Value (GHV) pada nilai 52.565 BTU/kg.

## Running hours PLTDG

## Standby hours PLTDG

## Total standby hours seluruh engine PLTDG
Dari  hasil  perhitungan  di  atas  dapat  disimpulkan  bahwa dengan  pola  operasi  PLTDG  konsumsi  bahan  bakar natural gas 22  BBTU/day, total  standby  hours yaitu  sekitar  117,6 hours/day .  Hal  ini  setara  dengan  konfigurasi 7 engine running dan 5 engine standby untuk operasi kontinyu dalam setiap harinya.
Total kebutuhan daya preheating engine

## Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI)
Berdasarkan  harga  PS  listrik  PLTDG  Pesanggaran berdasarkan  Perdir  No  0283.P/DIR/2016  bahwa  harga  PS adalah  1.5  x  tarif  pelayanan  khusus  yaitu  sebesar Rp.1650/kWh,  maka  kita  dapat  menentukan  manfaat penggunaan heat exchanger ini.
( Preheater  Thermal  D8 )  Total  daya  kebutuhan preheating engine per 1 unit engine dengan asumsi rata-rata unit stand by selama  9.8  Jam/hari  dengan  daya  preheater  electric  sebesar 108  kW  sehingga  rata-rata  pemakaian  Energi Preheater Electric perhari sebesar 1.058,33 kWh/hari.
Maka keuntungan yang diperoleh dalam sehari yaitu:

## Break Even Point
Break  even  point  merupakan  titik  dimana  total  biaya  (cost) sama dengan total keuntungan (revenue).
Rumus BEP unit:
Rumus BEP Rupiah:
BEP unit       =
= 0.487 years = 178 days
BEP Rupiah    = = = Rp 346.554.726
Jadi  BEP  yang  dihasilkan  yaitu  BEP  Rupiah  sebesar dan BEP unit 178 days.

## V. KESIMPULAN (PENUTUP)
Berdasarkan  hasil  pengujian  dan  analisa  pada  bab sebelumnya, diperoleh beberapa kesimpulan, diantaranya: 1. Pengujian Preheater Thermal di  PLTDG Blok  3 Unit  08 menghasilkan  parameter  yang  tidak  jauh  berbeda  yakni pada kisaran 74°C (inlet engine), dan 72°C pada outletnya, yang  tidak  jauh  berbeda  dan  masih  dalam  range  batas SOP (Standart Operating Procedure) .
2. Dari  analisa  dan  pengujian  optimalisasi  pembangkit dengan  switching  preheater  elektrik  ke  auto  thermal, dapat meningkatkan nilai efisiensi pembangkit yaitu pada sektor  penggunaan  PS (Power  Supply ).  Daya  yang
berhasil  dihemat  berdasarkan  perhitungan  dari  nilai penyerapan  Gas  PLTDG  22  BBTUD  sebesar  12.7 MWh/day.
3. Selain  dapat  meningkatkan  kehandalan  dan  efisiensi pembangkit  pada  unit  pembangkit  PLTDG  Pesanggaran, dapat  memberikan  BEP  ( Break  Event  Point) rupiah sebesar  Rp  346.554.726,00  dan  BEP  unit  dalam  masa waktu 178 hari.

## R EFERENSI
[1] Manual  Instructions  PLTDG ,  (Wartsila),  PT.  INDONESIA  POWER BALI, Power Generation Unit. Pesanggaran, 2013.
[2] Daya  Tahan  Tinggi  Silinder.  Daihatsu.  2021.  Available  : https://daihatsu.co.id/tips-and-event/tips-sahabat/detail-content/punya- daya-tahan-tinggi-ini-5-fungsi-utama-silinder-head/
[3] PT.  INDONESIA  POWER  BALI  PGU.  Forum  Karya  Inovasi Optimalisasi Pemanfaatan Gas Buang PLTDG Pesanggaran, 2021.
[4]       S istem Pengambilan Daya PS Pembangkit. 2018. https://www.academia.edu/37671011/analisis_perencanaan_pemelihara an_standby_startup_transformer_sst_dan_unit_auxiliary_transformer_u at_di_pltu_mabar_elektrindo.
[5] Anagra, Frani. 2020 . Audit Energi dan Analisis Peluang Penghematan Konsumsi Energi Listrik PLTU Banten 3. PLTU Banten 3 Lontar